(57)【要約】【課題】外部からの衝撃に対する十分な信頼性を有する電池パックを提供すること。【解決手段】電池パック１は、柱状の電池本体２と、この電池本体２を密閉した状態で覆うケース１２とを備えている。電池本体２を覆った状態のケース１２は、電池本体２の表面の縁部を保護する保護部１３を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池本体と、
前記電池本体を密閉した状態で覆うケースと、を有し、
前記電池本体の表面の縁部を保護する高分子製の保護部を備えていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記保護部は、前記ケースの角部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記保護部は、前記ケースの側縁部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
前記ケースは、熱収縮性を有するフィルムによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項記載の電池パック。
【請求項５】
前記ケースは、高分子製のチューブ状フィルムの開口部を熱シール処理することにより形成されており、
前記保護部は、前記熱シール処理により前記開口部に形成されたシール部分であることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項記載の電池パック。
【請求項６】
前記保護部と前記電池本体との間には、弾性変形可能な緩衝部材が配されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか一項記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池本体を保護回路等と共に収容してなる電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池本体と保護回路等の内蔵部品とをケース内に収容してなる電池パックとしては、下記特許文献１，２に記載されたものが知られている。特許文献１には、電池本体と保護基板等の内蔵部品とが挿入された熱収縮チューブを加熱処理して電池本体の表面に熱収縮チューブを密着させることにより、電池本体と保護基板等の内蔵部品とを被覆した電池パックが開示されている。また、特許文献２には、保護回路等の内蔵部品上に緩衝性部材を配置した状態で、特許文献１に記載の電池パックと同様に熱収縮チューブを用いて被覆した電池パックが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１７０２０号公報
【特許文献２】
特開２００３−１２３７１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載の電池パックを始めとする従来の電池パックでは、ケースの側縁部や角部から落下した際など、局所的に大きな衝撃がケースに加わると、ケースのみならず、その内部に収容されている電池本体にクラックが生じる場合があった。電池本体にクラックが生じた場合、有害な非水電解質溶液などの電解液が漏れる危険性が生じる。すなわち、上記従来の電池パックでは、外部からの衝撃に対する十分な信頼性を得ることができていなかった。
【０００５】
本発明は、外部からの衝撃に対する十分な信頼性を有する電池パックを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、電池本体と、電池本体を密閉した状態で覆うケースと、を有し、電池本体の側面の縁部を保護する高分子製の保護部を備えていることを特徴とするものである。この場合、保護部は、ケースの角部や側縁部に設けられているのが好ましい。
【０００７】
本発明によれば、電池本体の表面の縁部を保護する高分子製の保護部が備えられているため、例えば、電池パックが側縁部や角部から落下した場合であっても、保護部が落下の衝撃を吸収し、ケースや電池本体に加わる衝撃が軽減される。従って、外部からの衝撃が加わることによってケースや電池本体が損傷するのを十分に防ぐことができるため、外部からの衝撃に対する十分な信頼性を有する電池パックを提供することができる。
【０００８】
好ましくは、ケースは、熱収縮性を有するフィルムによって形成されている。これにより、電池本体を覆った後のケースを加熱して収縮させるだけで電池本体を被覆することができるため、電池パックの作製が容易になる。
【０００９】
この場合、ケースは、高分子製のチューブ状フィルムの開口部を熱シール処理することにより形成されており、保護部は、熱シール処理により開口部に形成されたシール部分であることが好ましい。これにより、電池本体をチューブ状フィルム内に挿入した後、チューブ状フィルムの開口部を加熱して熱シールするだけで、ケースに覆われた電池パックを容易に作製することができる。また、チューブ状フィルムの開口部を封止して電池本体を被覆すると同時に保護部を形成することができるため、簡単かつ少ない部品点数で保護部を備えることができる。従って、大量生産に適した電池パックを実現することができる。
【００１０】
上記電池パックにおいて、保護部と電池本体との間には、弾性変形可能な緩衝部材が配されているのが好ましい。これにより、外部から電池パックに加えられた衝撃の吸収率を向上させることができるため、電池本体やケースの損傷をより発生しにくくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る電池パックを示す斜視図であり、図２は、図１に示す電池パックを底面側から見た斜視図である。電池パック１は、柱状の電池本体２と、この電池本体２に近接して配置された保護回路部３と、これら電池本体２と保護回路部３とを密閉した状態で覆うケース１２とを備えている。また、電池本体２及び保護回路部３とを覆った状態のケース１２は、電池パック１の縁部よりも外方に突出した保護部１３を有している。なお、「柱状の電池本体」とは、断面が台形状のものや、対向する面の大きさや形状が異なるものなども含む。
【００１３】
ここで、本実施形態に係る電池パック１に内蔵される電池本体２について説明する。
【００１４】
図３は、図１に示す電池本体２の側面図であり、図４は、図３に示す電池本体２のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。本実施形態に係る電池本体２は、柱状の六面体構造を有する薄型のリチウムイオン二次電池となっている。電池本体２は、主として、互いに対向する板状のアノード４及び板状のカソード５と、アノード４とカソード５との間に隣接して配置される板状のセパレータ６と、非水電解質溶液と、これらを密閉した状態で収容する電池外装体（発電要素収納ケース）８とによって構成されている。なお、アノード４，カソード５、及びセパレータ６はそれぞれ多孔質の材料から構成されており、これら３つから発電要素が構成される。非水電解質溶液の大部分は、この発電要素に含浸されている。また、図３では、アノード４が手前側（図面の表面側）に位置し、カソード５が向こう側（図面の裏面側）に位置している場合を示している。更に、本実施形態におけるアノード４及びカソード５は、電池本体２の放電時の極性を基準に決定したものである。従って、充電時には、アノード４がカソードとなり、カソード５がアノードとなる。
【００１５】
カソード５は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２とグラファイトとによって構成された組成物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによってペースト化して、アルミニウム箔集電体に塗布することによって作製される。一方、アノード４は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）とによって構成された組成物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによってペースト化して、銅箔集電体に塗布することによって作製される。
【００１６】
また、セパレータ６は、絶縁性の多孔体から形成されていれば特に限定されず、公知のリチウムイオン二次電池に用いられているセパレータを使用することができる。例えば、絶縁性の多孔体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの積層体や上記高分子の混合物の延伸膜、或いは、セルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも１種の構成材料からなる不織布が挙げられる。
【００１７】
電池外装体８は、例えば、内側に位置し発電要素に接触する高分子の層と、該高分子の層の発電要素と接触する側とは反対側に配される金属層とを少なくとも有する複合包装フィルムが用いられる。その一例としては、内側から、ポリプロピレン（ＰＰ）、アルミニウム（Ａｌ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の順に積層されたラミネート材料が挙げられる。
【００１８】
また、電池本体２は、一端側がアノード４に電気的に接続され、他端側が電池外装体８の外部に突出して設けられるアノード用リード９と、一端側がカソード５に電気的に接続され、他端側が電池外装体８の外部に突出して設けられるカソード用リード１０とを有している。アノード用リード９及びカソード用リード１０における、電池外装体８との接触部には、電池外装体８の金属層との接触を防止するための絶縁体２１，２２がそれぞれ被覆されていてもよい。
【００１９】
次に、再び図１，２を参照する。保護回路部３は、電池本体２に対する、過充電、過放電、過電流などを防止するための回路を有しており、電池本体２のアノード４及びカソード５に電気的に接続されている。
【００２０】
また、ケース１２は、例えば、熱収縮性を有するフィルムで形成されており、電池本体の側面に密着した状態で電池本体２及び保護回路部３を全体的に覆っている。このとき、アノード用リード９及びカソード用リード１０の一部は、ケース１２の外方に突出した状態となっている。熱収縮性を有するフィルムでケース１２を形成することにより、電池本体２及び保護回路部３を覆った後、加熱するだけで電池本体２及び保護回路部３を被覆することができる。従って、容易に電池パック１を作製することができる。また、プラスチック製や金属製のケースに電池本体２及び保護回路部３を収容して電池パックを作製する場合に比べ、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２１】
図５は、本実施形態に係る電池パック１の斜視分解図である。図５に示すように、ケース１２は、チューブ状の形状を有し、例えば、ＰＥＴとポリオレフィンとのポリマーアロイからなる熱収縮性を有するフィルムによって形成されている。このようなケース１２の長さＬは、少なくとも電池本体２を完全に覆うことができる程度の長さとなっている。
【００２２】
このようなケース１２を用いて、本実施形態に係る電池パック１を作製する場合は、保護回路部３が接続された電池本体２をケース１２内に挿入し、その状態でケース１２を加熱する。熱収縮性を有するフィルムからなるケース１２は、加熱されることにより収縮して電池本体２の側面に密着する。その後、ケース１２の端部に位置する開口部を、インパルスヒートシーラー等を用いてヒートシールする。このとき、ケース１２のヒートシールされた部分（シール部分）は、図１及び図２に示すように、電池パック１の縁部よりも外方に突出し、上述した保護部１３となる。以上により、電池本体２及び保護回路部３をケース１２で一体的に覆った電池パック１が作製される。
【００２３】
上述した本実施形態に係る電池パック１は、電池パック１の縁部よりも外方に突出した保護部１３を備えているため、例えば、電池パック１が地面に落下した場合、電池パック１の側縁部や角部よりも先に保護部１３が地面に接地する。従って、電池本体２の側縁部や角部に加わる衝撃が低減され、電池本体２にクラックが生じる危険性を低減させることができる。このため、外部からの衝撃に対する十分な信頼性を有する電池パックを提供することができる。
【００２４】
また、本実施形態に係る電池パック１では、電池本体２及び保護回路部３を被覆した際のケース１２の一部分が保護部１３となっている。このため、保護部１３用の別の部材が不要であり、簡単かつ少ない部品点数で保護部１３を備えることができる。
【００２５】
図６は、本実施形態に係る電池パック１の変形例を示す斜視図である。同図に示す電池パック１４には、図１及び図２に示す電池パック１の保護部１３と電池本体２の側面との間の空隙に緩衝部材１５が備えられたものである。緩衝部材１５は、電池本体２の保護部１３に対向する面を覆うように配されている。このような緩衝部材１５は、弾性変形可能な材料で形成された部材であり、例えば、ポリウレタンスポンジなどが用いられる。
【００２６】
このような緩衝部材１５を備えた電池パック１４は、側縁部や角部に外部からの衝撃が加えられた際、保護部１３に加えて緩衝部材１５においても衝撃が吸収される。従って、電池本体２やケース１２の損傷をより高い確率で防ぐことができる。なお、緩衝部材１５は、電池本体２の各角部付近に分散して備えるようにしてもよい。
【００２７】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、チューブ状のケース１２を用いているが、シート状のケース１２を用いて電池本体等を包むようにしてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、電池本体２がリチウムイオン二次電池となっているが、本発明に係る電池パックには、鉛系二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池を始めとする二次電池、電気二重層キャパシタを始めとする電気化学キャパシタ等を適用することも可能である。また、二次電池に限らず一次電池ももちろん適用可能である。更に、電池本体２の形状は、円柱状や截頭円（角）錐状などの形状を有するものであってもよい。
【００２９】
以下、実施例を挙げて本発明の電池パックについて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３０】
【実施例１】
本実施例では、横８７ｍｍ、縦１１５ｍｍ、厚み３．０ｍｍ、公称容量２５００ｍＡｈの電池本体を作製し、この電池本体を用いて電池パックを作製した。
【００３１】
電池本体のカソードは、６質量％のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と９０質量％のＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２と４質量％のグラファイトとによって構成された組成物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによってペースト化して、アルミニウム箔集電体に塗布することによって作製した。
【００３２】
一方、アノードは、１０質量％のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と９０質量％のメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）とによって構成された組成物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによってペースト化して、銅箔集電体に塗布することによって作製した。
【００３３】
そして、上記のアノードとカソードとの間にポリオレフィン製のセパレータを挟んで積層し積層体を得た。セパレータの厚みは、２５μｍとした。また、カソード集電体には、アルミニウム製端子、アノード集電体には、ニッケル端子をそれぞれ溶接した。
【００３４】
次に、ラミネート材料からなる電池外装体内に上記の積層体を挿入し、更に電池外装体内に所定量の電解液を注入した。そして、電池外装体の開口部をヒートシールして電池本体を得た。このとき、電解液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比１：１で混合した溶媒に電解質のＬｉＰＦ６を濃度１Ｍになるように溶解したものを用いた。また、電池外装体は、内側から、厚み５０μｍのポリプロピレン（ＰＰ）、厚み４０μｍのアルミニウム（Ａｌ）、厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の順に積層して構成されたラミネート材料を用いた。
【００３５】
次に、得られた電池本体に保護回路部を取り付け、保護回路部が取り付けられた状態の電池本体を、ＰＥＴとポリオレフィンとのポリマーアロイからなる熱収縮性を有するチューブ（ケース）内に挿入した。本実施例では、熱収縮性を有するチューブとして、郡是高分子工業株式会社製の商品名「コパロンＤＰチューブ」を使用し、ＰＥＴとポリオレフィンの質量比が、（ＰＥＴ）：（ポリオレフィン）＝７０：３０、幅（図５に示す長さＬ）が１３４ｍｍ、厚みが０．１ｍｍのものを使用した。
【００３６】
次いで、上記チューブ内に挿入された状態の電池本体及び保護回路部を、９０℃の恒温槽に入れて加熱し、熱収縮性を有するチューブを熱収縮させた。そして最後に、チューブの端部に位置する開口部をインパルスシーラーを用いてヒートシールし、保護部を形成した。以上により、電池本体と保護回路部とを熱収縮性を有するチューブで一体化した電池パックが得られた。
【００３７】
【実施例２】
本実施例では、熱収縮性を有するチューブの材質をポリ−４−メチルペンテンとした以外は、上記実施例１と同様の条件で電池パックを作製した。熱収縮を有するチューブとしては、郡是高分子工業株式会社製の商品名「コパロンＯＰチューブ」を用いた。そして、上記実施例１と同様の工程を経ることによって、電池本体と保護回路部とを熱収縮性を有するチューブで一体化した電池パックが得られた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、電池本体の表面の縁部を保護する高分子製の保護部を備えたため、外部からの衝撃に対する十分な信頼性を有する電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。
【図２】図１に示す電池パックを底面側から見た斜視図である。
【図３】図１に示す電池本体の側面図である。
【図４】図３に示す電池本体のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】本実施形態に係る電池パックの斜視分解図である
【図６】本実施形態に係る電池パックの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…電池パック、２…電池本体、３…保護回路部、４…アノード、５…カソード、６…セパレータ、８…電池外装体、９…アノード用リード、１０…カソード用リード、１２…ケース、１３…保護部、１４…電池パック、１５…緩衝部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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